[發明專利]輕便式液壓驅動水下鉆機

有效

• 申請號: 201710728809.X
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107386976B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 曾提;孫彥敏;韋剛健;鄧文峰;陳洪舟;劉燕輝;黃永春
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州地球化學研究所;廣東地質物資總公司
• 主分類號: E21B7/124
• 分類號: E21B7/124;E21B3/02;E21B19/083;E21B17/042;E21B17/07;E21B25/18
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 周友元;劉明星

本發明公開了一種輕便式液壓驅動水下鉆機，包括底座、豎直安裝在底座上的桅桿、安裝在桅桿上的主升降機構和輔助提鉆桿機構、以及安裝在主升降機構上的鉆機主體，所述鉆機主體包括液壓馬達、動力頭和鉆具，所述動力頭安裝在支承架上，所述動力頭通過液壓馬達帶動鉆具轉動，通過主升降機構帶動鉆具上下運動。本發明的輕便式液壓驅動水下鉆機，通過底座、主升降機構和輔助提鉆桿機構組成的水下操作平臺，穩定水下人員和機械，在有涌流時，也能輕松完成巖芯取樣，在鉆進過程中，鉆機既可在自重作用下沿升降機構自動向下推進，減少水下人員的操作，也可通過主升降機構自由調節推進速度，提高鉆取效率。

技術領域

本發明涉及海洋勘探機械設備，具體涉及一種用于獲取造礁珊瑚巖芯的輕便式液壓驅動水下鉆機。

背景技術

造礁珊瑚又名造礁石珊瑚，主要分布于溫暖、透明度高、貧營養的熱帶淺水海域。造礁珊瑚對環境變化非常敏感，其鈣質骨骼中的同位素和元素組成，可用來重建高分辨率的海水溫度、鹽度、pH值、降雨量等信息，成為研究熱帶海洋氣候變化，特別是當今最熱門的全球變化、海洋酸化以及人類活動對氣候環境影響最直接的載體。因此，造礁珊瑚巖芯樣本的獲取在海洋科學的研究與開發中具有至關重要的作用。

目前，造礁珊瑚巖芯樣本的獲取主要通過氣動式水下鉆機和液壓驅動水下鉆機兩種。其中，氣動式水下鉆機結構小巧，單人就可以操作，但其動力小，樣品長小于2米，直徑5cm，逐漸無法滿足研究需要。液壓驅動水下鉆機結構復雜、動力足、扭力高，需要兩人同時操作，樣品長可至3米以內，直徑8cm，但是存在以下問題：動力頭和鉆桿的連接轉換采用脹管法，容易松動導致掉鉆具、巖芯；取樣過程要三次升降操作才能獲取一回次的巖芯樣，耗時耗力；有涌流時，鉆機、人員強烈飄動，導致取樣非常困難。

發明內容

本發明的目的在于提供一種穩定性好、操作方便、取芯率高的輕便式液壓驅動水下鉆機，為科研人員提供高質量的造礁珊瑚巖芯樣本，降低使用成本。

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種輕便式液壓驅動水下鉆機，包括底座、豎直安裝在底座上的桅桿、安裝在桅桿上的主升降機構和安裝在主升降機構上的鉆機主體，其中：

所述主升降機構包括沿桅桿軸向安裝在桅桿一側的齒條和滑動安裝在桅桿上的支承架，所述支承架上設置有動力輸出裝置、主動齒輪、傳動齒輪、從動齒輪、多個大導向輪、多個小導向輪以及鎖緊裝置，所述動力輸出裝置的輸出軸和主動齒輪連接，所述主動齒輪和傳動齒輪嚙合，所述傳動齒輪和從動齒輪同軸設置，所述從動齒輪和齒條嚙合，所述大導向輪避開齒條和桅桿的側面滾動連接，所述小導向輪和大導向輪相對設置，所述小導向輪和桅桿的另一側面滾動連接；

所述鉆機主體包括液壓馬達、動力頭和鉆具，所述動力頭安裝在支承架上，所述動力頭通過液壓馬達帶動鉆具轉動，通過主升降機構帶動鉆具上下運動。

優選的，所述動力頭包括殼體、深溝球軸承、心軸密封組件、機械彈簧、角接觸球軸承、心軸和心軸下端蓋，所述殼體固定在支承架上，所述心軸通過深溝球軸承和角接觸球軸承安裝在殼體內，所述殼體、深溝球軸承、心軸和角接觸球軸承之間構成環狀空間，所述心軸密封組件為兩個，分別設置在環狀空間的上下兩端，所述機械彈簧位于心軸密封組件之間，所述液壓馬達固定殼體上端面，其輸出軸與心軸鍵連接，所述心軸下端蓋固定在殼體下端面，所述心軸穿過心軸下端蓋和鉆具螺紋連接。

優選的，所述殼體還設有與環狀空間連通的水管接頭，所述心軸與鉆具連接的一端設有盲孔，所述盲孔的上端通過徑向均布的多個過水孔和環狀空間連通。